一种煤层爆破卸压效果评价方法，包括布置微震传感器，计算爆破孔微震事件能量，确定判断准则等步骤。本发明可操作性高，精度高，结果可靠，解决了爆破效果难以进行定量评估的难题。
1.一种煤层爆破卸压效果评价方法，其特征在于：包括如下步骤：(a)在煤矿井下布置微震监测系统及若干微震传感器；
(b)在采动影响范围外，布置3-6个煤层爆破孔作为测试孔，测试孔与实施爆破的卸压孔的参数保持一致；
(c)对测试孔实施爆破，爆破完后，通过微震监测系统获得爆破事件的位置信息，当微震监测系统定位坐标与测试孔实际坐标的水平定位误差平均值不大于10m，垂直定位误差平均值不大于20m，则认为定位精度满足监测要求，否则修改波速模型，直到满足要求；
(d)在定位精度满足监测要求情况下，将微震监测系统定位坐标与测试孔实际坐标最接近的值作为微震监测系统定位坐标的最终值，由此获得了测试孔的定位坐标；然后通过微震监测系统分别获得测试孔震动事件释放的能量，计算全部测试孔震动事件的能量平均值Eb，该值作为煤层爆破释放能量的标准值：Eb＝∑Ei/n
式中，Ei表示第i个测试孔震动事件释放的能量，单位J，i＝1，......，n，n为测试孔总数；
(e)采用上述定位方法对煤层爆破卸压事件M进行定位和能量计算；
式中，m为煤层卸压爆破孔个数，Ej为第j个爆破孔震动事件释放的能量，j＝1，......，m；
式中，k值根据爆破位置冲击危险区域的危险等级来确定，冲击危险等级采用综合指数法确定，在无、弱、中等和强冲击危险区域的k值分别取1，2，5和10。
2.根据权利要求1所述的煤层爆破卸压效果评价方法，其特征在于：当在第j个爆破孔爆破后，在半径小于50m范围的区域内，在30min内发生了其他震动事件Mjl时，则Mjl作为Mj事件的诱发事件，对事件Mjl进行定位和能量计算，第j个爆破孔震动事件释放的能量Ej由以下公式计算，Ej＝Ejd+∑Ejl
Ejd是第j个爆破孔不考虑诱发事件时的能量，Ejl是第l个诱发事件的能量值，l＝
3.根据权利要求1或2所述的煤层爆破卸压效果评价方法，其特征在于：所述微震传感器包括两种类型，一种是探头式微震传感器，安装在回采巷道内顶板、煤层或底板中；另一种是拾震器式微震传感器，安装在巷道底板上。
4.根据权利要求3所述的煤层爆破卸压效果评价方法，其特征在于：安装探头式微震传感器时，先在回采巷道内顶板、煤层或底板中施工全长锚固锚杆，然后将探头式微震传感器固定在全长锚固锚杆上；安装拾震器式微震传感器时，先在巷道底板上施工0.5m×0.5m×
0.5m见方的水泥基台，水泥基台通过一根不小于1.5m的全长锚固锚杆与底板岩层相连。
5.根据权利要求1或2所述的煤层爆破卸压效果评价方法，其特征在于：对于任意一个爆破孔，至少安装4个微震传感器同时进行监测。
6.根据权利要求1或2所述的煤层爆破卸压效果评价方法，其特征在于：微震传感器安装位置与所监测的爆破孔之间不存在断层、采空区或陷落柱。
7.根据权利要求1或2权利要求所述的煤层爆破卸压效果评价方法，其特征在于：所述采动影响范围外指与最近的采空区距离大于350m，最近的掘进工作面距离大于150m，距离最近的巷道和硐室距离大于50m。
一种煤层爆破卸压效果评价方法
技术领域
[0001] 本发明涉及一种煤层爆破卸压效果评价方法。
背景技术
[0002] 冲击地压是煤矿井下发生的一种由于煤岩体在采掘活动中集聚的弹性能量突然释放而导致煤岩体瞬间抛出、巷道破坏甚至人员伤亡的动力灾害。
[0003] 冲击地压是煤矿开采面临的主要灾害之一。随着煤矿开采深度的不断增加，冲击地压灾害以及由此引起的一系列事故如瓦斯、突水及矿震等等也变得越来越严重和普遍。当前煤层爆破卸压是冲击地压防治与解危的常用方法，相对于煤层大直径卸压等手段，具有卸压范围大、见效快等优点。但目前对煤层爆破卸压的效果缺少有效的评价方法，导致对危险区域的冲击危险是否解除难以判定，同时也给爆破参数的合理设计带来困难。
发明内容
[0004] 本发明提供了一种煤层爆破卸压效果评价方法。
[0005] 本发明采用的技术方案如下：
[0006] 煤层爆破卸压效果评价方法，包括如下步骤：
[0007] (a)在煤矿井下布置微震监测系统及若干微震传感器；
[0008] (b)在采动影响范围外，布置3-6个煤层爆破孔作为测试孔，测试孔与实施爆破的卸压孔的参数保持一致；
[0009] (c)对测试孔实施爆破，爆破完后，通过微震监测系统获得爆破事件的位置信息，当微震监测系统定位坐标与测试孔实际坐标的水平定位误差平均值不大于10m，垂直定位误差平均值不大于20m，则认为定位精度满足监测要求，否则修改波速模型，直到满足要求；
[0010] (d)在定位精度满足监测要求情况下，将微震监测系统定位坐标与测试孔实际坐标最接近的值作为微震监测系统定位坐标的最终值，由此获得了测试孔的定位坐标；然后通过微震监测系统分别获得测试孔震动事件释放的能量，计算全部测试孔震动事件的能量平均值Eb，该值作为煤层爆破释放能量的标准值：
[0011] Eb＝∑Ei/n
[0012] 式中，Ei表示第i个测试孔震动事件释放的能量，单位J，i＝1，……，n，n为测试孔总数；
[0013] (e)采用上述定位方法对煤层爆破卸压事件M进行定位和能量计算；
[0014] (f)采用以下公式计算煤层爆破效果的评价指标P：
[0015] P＝∑Ej/m＊Eb
[0016] 式中，m为煤层卸压爆破孔个数，Ej为第j个爆破孔震动事件释放的能量，j＝1，……，m；
[0017] (g)采用以下准则评价煤层爆破卸压效果：
[0018] P＞k时，爆破满足卸压要求
[0019] 式中，k值根据爆破位置冲击危险区域的危险等级来确定，冲击危险等级采用综合指数法确定，在无、弱、中等和强冲击危险区域的k值分别取1，2，5和10。
[0020] 在上述煤层爆破卸压效果评价方法中，当在第j个爆破孔爆破后，在半径小于50m范围的区域内，在30min内发生了其他震动事件Mjl时，则Mjl作为Mj事件的诱发事件，对事件Mjl进行定位和能量计算，第j个爆破孔震动事件释放的能量Ej由以下公式计算，[0021] Ej＝Ejd+∑Ejl
[0022] Ejd是第j个爆破孔不考虑诱发事件时的能量，Ejl是第l个诱发事件的能量值，l＝1，……，q，q为诱发事件个数。
[0023] 在上述煤层爆破卸压效果评价方法中，所述微震传感器包括两种类型，一种是探头式微震传感器，安装在回采巷道内顶板、煤层或底板中；另一种是拾震器式微震传感器，安装在巷道底板上。
[0024] 在上述煤层爆破卸压效果评价方法中，安装探头式微震传感器时，先在回采巷道内顶板、煤层或底板中施工全长锚固锚杆，然后将探头式微震传感器固定在全长锚固锚杆上；安装拾震器式微震传感器时，先在巷道底板上施工0.5m×0.5m×0.5m见方的水泥基台，水泥基台通过一根不小于1.5m的全长锚固锚杆与底板岩层相连。
[0025] 在上述煤层爆破卸压效果评价方法中，对于任意一个爆破孔，至少安装4个微震传感器同时进行监测。
[0026] 在上述煤层爆破卸压效果评价方法中，微震传感器安装位置与所监测的爆破孔之间不存在断层、采空区或陷落柱。
[0027] 在上述煤层爆破卸压效果评价方法中，采动影响范围外指与最近的采空区距离大于350m，最近的掘进工作面距离大于150m，距离最近的巷道和硐室距离大于50m。
[0028] 在上述煤层爆破卸压效果评价方法中，综合评价法是指：
[0029] 在分析已发生的冲击地压灾害的基础上，分析地质因素和开采技术因素对冲击地压发生的影响，确定各种因素的影响权重，然后将其综合起来。危险性指数分为地质因素评价指数和开采技术因素评价指数，取两者的最高值作为冲击危险性的综合评价指标值。
[0030] 按附表1和附表2分别计算地质因素评价指数和开采技术因素评价指数。
[0031] 附表1 地质因素对应的冲击地压危险指数评估表
[0032]
[0033]
[0034]
[0035] 附表2 开采技术条件因素对应的冲击地压危险指数评估表
[0036]
[0037]
[0038] 综合评价指数取地质因素评价指数和开采技术因素评价指数的最高值。
[0039] Wt＝max{Wt1，Wt2}
[0040] 按附表3进行危险等级分类。
[0041] 附表3冲击地压危险等级分类
[0042]危险等级 危险性指数
A无危险 ≤0.25
B弱危险 0.25-0.5
C中等危险 0.5-0.75
D强危险 ＞0.75
[0043] 本发明的上述技术方案相比现有技术具有以下优点：
[0044] (1)本发明提供的煤层爆破卸压效果评价方法，通过采用测试孔与实际爆破孔进行比较的方式，采用微震监测系统计算爆破震动事件的能量，进而建立了爆破卸压效果评价准则，并根据冲击地压综合评价方法，对监测区域的k值进行了科学确定，因此，本发明可操作性高，精度高，结果可靠，解决了爆破效果难以进行定量评估的难题。
[0045] (2)本发明提供的煤层爆破卸压效果评价方法，由于充分利用了微震监测系统监测精度高，将震动事件诱发事件的能量也计算入震动事件能量，因此，本发明更进一步提高了监测精度，提升了评估效果。
[0046] (3)本发明提供的煤层爆破卸压效果评价方法，由于有效消除了采动因素和地质因素对微震监测系统监测精度的影响，因此，本发明更进一步提高了监测精度，提升了评估效果。
具体实施方式
[0047] 为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明实施方式作进一步地详细描述。
[0048] 所述煤层爆破卸压效果评价方法，包括如下步骤：
[0049] (a)在煤矿井下布置微震监测系统及若干微震传感器；
[0050] (b)在采动影响范围外，布置3-6个煤层爆破孔作为测试孔，测试孔与实施爆破的卸压孔的参数保持一致；
[0051] (c)对测试孔实施爆破，爆破完后，通过微震监测系统获得爆破事件的位置信息，当微震监测系统定位坐标与测试孔实际坐标的水平定位误差平均值不大于10m，垂直定位误差平均值不大于20m，则认为定位精度满足监测要求，否则修改波速模型，直到满足要求；
[0052] (d)在定位精度满足监测要求情况下，将微震监测系统定位坐标与测试孔实际坐标最接近的值作为微震监测系统定位坐标的最终值，由此获得了测试孔的定位坐标；然后通过微震监测系统分别获得测试孔震动事件释放的能量，计算全部测试孔震动事件的能量平均值Eb，该值作为煤层爆破释放能量的标准值：
[0053] Eb＝∑Ei/n
[0054] 式中，Ei表示第i个测试孔震动事件释放的能量，单位J，i＝1，……，n，n为测试孔总数；
[0055] (e)采用上述定位方法对煤层爆破卸压事件M进行定位和能量计算；
[0056] (f)采用以下公式计算煤层爆破效果的评价指标P：
[0057] P＝∑Ej/m＊Eb
[0058] 式中，m为煤层卸压爆破孔个数，Ej为第j个爆破孔震动事件释放的能量，j＝1，……，m；
[0059] (g)采用以下准则评价煤层爆破卸压效果：
[0060] P＞k时，爆破满足卸压要求
[0061] 式中，k值根据爆破位置冲击危险区域的危险等级来确定，冲击危险等级采用综合指数法确定，在无、弱、中等和强冲击危险区域的k值分别取1，2，5和10。
[0062] 当在第j个爆破孔爆破后，在半径小于50m范围的区域内，在30min内发生了其他震动事件Mjl时，则Mjl作为Mj事件的诱发事件，对事件Mjl进行定位和能量计算，第j个爆破孔震动事件释放的能量Ej由以下公式计算，
[0063] Ej＝Ejd+∑Ejl
[0064] Ejd是第j个爆破孔不考虑诱发事件时的能量，Ejl是第l个诱发事件的能量值，l＝1，……，q，q为诱发事件个数。
[0065] 所述微震传感器包括两种类型，一种是探头式微震传感器，安装在回采巷道内顶板、煤层或底板中；另一种是拾震器式微震传感器，安装在巷道底板上。
[0066] 安装探头式微震传感器时，先在回采巷道内顶板、煤层或底板中施工全长锚固锚杆，然后将探头式微震传感器固定在全长锚固锚杆上；安装拾震器式微震传感器时，先在巷道底板上施工0.5m×0.5m×0.5m见方的水泥基台，水泥基台通过一根不小于1.5m的全长锚固锚杆与底板岩层相连。
[0067] 对于任意一个爆破孔，至少安装4个微震传感器同时进行监测。
[0068] 微震传感器安装位置与所监测的爆破孔之间不存在断层、采空区或陷落柱。
[0069] 采动影响范围外指与最近的采空区距离大于350m，最近的掘进工作面距离大于150m，距离最近的巷道和硐室距离大于50m。
[0070] 显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之中。
